1
iqmal@ugm.ac.id 1
STRUKTUR ATOM
(Atomic Structure)
Iqmal Tahir
Jurusan Kimia FMIPA UGMiqmal@ugm.ac.id 2
T e ori a t om
At om os = t ida k da pa t dibe la h•
Atom dari suatu unsur-unsur
tersusun dari atom teringan (atom
hidrogen)
H
H H H
H H
Hipotesis Prout
( 1785-1850 )
Paham atomismus
• Leukippos ( 475 SM )
• Demokritos ( 460 – 380 SM )
“Materi tersusun dari tak berhingga banyak partikel yang
sangat kecil dan tidak dapat dibagi-bagi lagi yang disebut
dengan atom”
iqmal@ugm.ac.id 3
T EORI AT OM DALT ON
( 1808 )
•
Setiap materi tersusun dari
partikel-partikel yang tidak dapat dibelah lagi
Æ
ATOM.
•
Reaksi kimia terjadi karena
penggabungan, pemisahan dan
pengaturan kembali atom-atom dari zat
yang ikut dalam reaksi.
•
Atom-atom dari unsur yang sama
mempunyai sifat-sifat yang sama pula,
sedang atom-atom dari unsur-unsur
yang berbeda akan mempunyai
sifat-sifat yang berbeda pula.
•
Atom tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat pula dimusnahkan.
Hidrogen
Nitrogen
Oksigen
Kabon
Belerang
iqmal@ugm.ac.id 4
PERKEMBANGAN
TEORI ATOM MODERN
iqmal@ugm.ac.id 5
PERCOBAAN JOHN JOSEPH THOMSON
(1856-1940)Penemuan nilai e/m dari elektron
Terjadi pembelokan sinar akibat medan listrik
Percobaan tabung sinar katoda
Terjadi pembelokan sinar akibat medan magnet
Sinar katoda merupakan partikel bermuatan negatifÆelektron
e/me= 1,7588196 x 10 11C/kg iqmal@ugm.ac.id 6
PERCOBAAN M I LLI K AN
(
1 9 0 9 )
Penentuan muatan elektron : Kekuatan medan listrik di antara dua lempeng :
V = beda tegangan d = jarak antar lempeng
Massa satu tetes minyak :
ρ= kerapatan minyak Pada saat kesetimbangan :
Jari-jari minyak, r, dapat ditentukan dari kesetimbangan gaya :
Gaya jatuh minyak = gaya viskos ke atas
Gaya tarik ke bawah = gaya listrik
=
V
E
d
3
4
3
π ρ
=
r
m
3
. . .
4 3
π ρ
= =
= q E m g
m g q
E r gd q
V
. 6 9 2
π π ρ =
= m g rV
V r
2
iqmal@ugm.ac.id 7
PERCOBAAN RUTHERFORD
Rutherford mengharap semua sinarαditeruskan menembus lempeng sebab partikelαsangat besar massanya.
Hasil eksperimen : 99 % sinarαditeruskan
1 % dibelokkan dengan sudut yang besar dan sedikit dipantulkan.
iqmal@ugm.ac.id 8
PERCOBAAN RUTHERFORD
UKURAN INTI DAN KERAPATAN Dari Percobaan hamburan sinarα: Ukuran inti ~ order 10-12cm
~ 1/10000 x ukuran atom Densitas ~ 1014g.cm-1
~ 108g.cm-1
¨ Muatan positif dan massa atom haruslah berkonsentrasi pada suatu daerah yang kecil.
¨ Elektron berputar mengelilingi muatan positif.
¨ Jumlah elektron = jumlah muatan positif.
¨ Sebagian besar dari atom haruslah berupa ruang kosong.
¨ Diameter atom + 10-8cm
sedangkan diameter inti + 10-13cm.
iqmal@ugm.ac.id 9
PERCOBAAN RUTHERFORD
Teori atom Rutherford tidak tepat
Menuntut teori Elektro Dinamika dari Maxwell pada sebuah partikel bermuatan listrik bergerak di dalam medan listrik maka partikel itu akan kehilangan energinya dalam bentuk radiasi gelombang elektromagnetik.
Gaya Coulomb > gaya sentripetalnya ÆElektron tertarik ke inti
Lintasan spiral
Kesimpulan :
Model atom Rutherford tidaklah stabil. Kelemahan model atom Rutherford :
Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tetap dapat berputar mengelilingi inti.
iqmal@ugm.ac.id 10
TEORI ATOM BOHR (1913)
1. Atom H terdiri dari inti yang mengandung satu proton (bermuatan +) dan satu elektron (bermuatan -) yang beredar di sekeliling inti melalui lintasan berbentuk lingkaran berjari-jari r.
2. Tidak sembarang lintasan berbentuk lingkaran boleh dilalui elektron. Hanya lintasan yang menghasilkan momentum sudut (mvr) yang merupakan kelipatan bulat boleh dilalui elektron.
mvr = n n = 1,2,3…. = bilangan kuantum
3. Karena momentum sudut suatu lintasan dibatasi, energi elektron dalam suatu lintasan adalah tertentu. Selama elektron menempati suatu lintasan, elektron tidak meyerap atau melepaskan energi (lintasan stasioner). 4. Perpindahan elektron dari suatu lintasan ke lintasan lain hanya dapat terjadi apabila elektron itu menyerap atau melepaskan energi sebesar selisih energi kedua lintasan itu. Apabila energi dilepaskan dalam bentuk cahayaÆfrekuensi cahaya itu adalah :
2π h
2 1
.
υ
=
E
−
E
⇒ Δ =
E
h
υ
h
E3E3
E1
iqmal@ugm.ac.id 11
EFEK FOTOLISTRIK
1887 : Heinrich Hertz
Cahaya dikenakan pada suatu logam, akan ada elektron yang teremisikan. Intensitas radiasi ditingkatkan maka efek fotolistrik meningkat. Arus fotolistrik dapat ditiadakan atau diadakan dengan mengatur tegangan kolektor dan emiter
1905 : Albert Einstein
Radiasi terdiri dari kuantum energi yang dinyatakan dengan persamaan Planck :
E = h υ
Yang bergerak dengan kecepatan c dan disebut dengan foton.
Intensitas cahaya ditentukan oleh cacah foton per satuan waktu per satuan luas pada penampang berkas cahaya tersebut.
Frekuensi Vs
iqmal@ugm.ac.id 12
The Heisenberg Uncertainty Principle
The Heisenberg Uncertainty Principle is
a mathematical concept.
It states that it is impossible to know both the position and momentum of an object precisely at any given instant in time.
The mathematical relationship between these two ideas is inverse, or indirect. The more that is known about one of the two terms, the less that is known about the other.
Amongst its many interpretations is the idea that in measuring either location or momentum for an object, the concept being measured will actually be changed.
Bohr Theory ran into trouble with this principle because Bohr tried to predict the movement of the electron too precisely. By restricting the electron to certain locations on the atom and having it move in paths called orbits, he violated the Heisenberg Uncertainty Principle.
Werner Heisenberg
3
iqmal@ugm.ac.id 13
MASSA PARTIKEL ELEMENTER DAN ATOM
iqmal@ugm.ac.id 14
FORMAT PENULISAN ISOTOP
iqmal@ugm.ac.id 15
